近日，中石化石油化工科學院有限公司自主研發(fā)的重油高效催化裂解(RTC)成套技術入選工業(yè)和信息化部公布的第一批先進適用技術名單。該技術創(chuàng)新開發(fā)的快速流化床反應器與現(xiàn)有催化裂化裝置和煉油流程契合度高，適用于煉油企業(yè)新建催化裂解裝置或改造現(xiàn)有催化裂化裝置，助力燃料型煉廠向化工型煉廠轉型升級。
瞄準劣質重油“硬骨頭”
我國原油資源普遍偏重、輕烴含量低，進口原油也以重質原油為主。劣質重油目前已占我國石油化工行業(yè)加工原料的最大份額，原油重劣質化的發(fā)展趨勢不可避免。自2019年起，我國原油對外依存度已突破70%，石化產業(yè)資源約束瓶頸將日益凸顯。劣質重油高效利用成為能源結構調整的關鍵，利用劣質重油高效生產低碳烯烴具有重要戰(zhàn)略意義。同時，由于劣質重油存量大、成本低，煉化企業(yè)通過催化裂解技術加工劣質重油生產丙烯、乙烯可產生巨大經濟效益。
然而，目前的催化裂解技術存在“啃不動”劣質重油的問題，即劣質重油用于生產丙烯反應過程選擇性差，乙烯和丙烯產率低，而副產物干氣和焦炭的產率卻較高，反應過程碳排放量大。這導致劣質重油難以作為生產烯烴的原料。
“粗糧細吃”填補技術空白
研發(fā)團隊基于對催化裂解過程反應化學、過程強化以及加氫渣油分子水平的新認識，以反應器為突破口，自主研發(fā)形成了新型高效快速流化床反應器。
具體而言，研發(fā)團隊利用催化裂解反應膨脹原理與氣固反應流體結構特性，通過獨特的內部結構設計使得反應器具備“擬全濃相、擬均速、擬均一溫度”特征，實現(xiàn)了反應器內顆粒速度與濃度分布均勻性的調控和抑制生成的目標產物的再轉化反應，解決了現(xiàn)有劣質重油催化裂解技術傳質傳熱效率差、催化反應選擇性低等難題。此外，具有獨特結構的反應器還提高了反應過程的選擇性，提升了乙烯和丙烯產率，降低了焦炭產率，提升了汽油產品的品質。
在新型高效快速流化床反應器取得突破后，研發(fā)團隊乘勝追擊，整合形成了RTC技術，成為世界范圍內以劣質重油為原料丙烯產率最高的工業(yè)化催化裂化技術。目前，該技術申請中國發(fā)明專利13件，申請涉外發(fā)明專利20件，已在美國、日本等國家和地區(qū)獲授權專利15件。
“宜油宜化”助力企業(yè)轉型
2023年6月，采用石科院RTC技術的300萬噸/年重油催化裂解裝置在中國石化安慶分公司投產。這是全球首套快速床催化裂解裝置，也是國內最大規(guī)模的催化裂解裝置。實踐表明，RTC技術“粗糧細吃”能力突出，原料中加氫渣油的質量分數(shù)可達50%以上;產品結構調整靈活性高，可根據(jù)市場需求和加工需求實現(xiàn)“宜油宜化”，靈活切換生產化工料模式和汽油模式。在汽油模式下，汽油產率達36.9%，丙烯產率仍可達到15%，并具有進一步壓減“柴汽比”的潛力;在生產化工料模式下，乙烯和丙烯產率分別為4.34%和19.14%，低碳烯烴和輕芳烴的選擇性約50%，為石化企業(yè)低成本“油轉化”開辟了新路徑。
2023年8月，RTC技術入選工信部發(fā)布的《石化化工行業(yè)鼓勵推廣應用的技術和產品目錄(第二批)》。2024年1月，RTC技術關鍵創(chuàng)新點“新型高效快速流化床催化裂解反應器”入選2023年度能源行業(yè)十大科技創(chuàng)新成果。目前，RTC技術已技術許可6套工業(yè)裝置，總加工能力高達1740萬噸/年，其中1套已投產，3套300萬噸/年裝置在建，將有效保障我國石油化工行業(yè)產業(yè)鏈安全、助力石化企業(yè)轉型升級。
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